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1、4.3 土的渗透性 土的渗透性最新4.3.1 土中水的势能重量势g压力势 p基质势 m溶质势 0土的渗透性最新重量势gg单位体积的水的重力势z为所考虑点相对于基准面的竖向距离，在基准面以上取正值；之下取负值。 土的渗透性最新压力势 p静水压力势渗流压力势超静水压力势 ，又称荷载势土的渗透性最新图图411 土中水的各种压力势土的渗透性最新 在静止的地下水位以下，土中各处的孔隙水总势能是相等的, 这时孔隙水总势能为重力势g和静水压力势p 。 AB00h图图4 静止的地下水位以下各点的势土的渗透性最新基质势 m 基质势又称为广义毛细势，主要是由气水界面的收缩膜，即表面张力引起的。 土的渗透性最新图图
2、412 土中的基质势土的渗透性最新由于水是静止的，A,B两点的总势能相等。等于静水面的势能。基质势也是一种广义的压力势（负压）。图图412 A、B两点的总势能00土的渗透性最新基质势也是一种广义的压力势（非饱和土中）图图413 张力计量测的正负压力势土的渗透性最新hw(A)hw(B),水由A流向B图图422土的渗透性最新土水特征曲线坐标的另一种表示：体积含水率 基质势与吸力：土的渗透性最新土水特征曲线的拟合公式 ：图图414 土水特征曲线进气值点r残余含水率进气值点：吸力超过该点，空气进入残余含水率：含水率低于它，需很大吸力进一步减少含水率土的渗透性最新4. 溶质势 0 纯水中溶质势设为零，即
3、0=0 溶解有离子的溶液中溶质势08590），土的孔隙主要被水所占据。气体呈气泡状被水所包围，可随水一起流动，称为气封闭气封闭状态。这种混和的流体是可压缩的，在较高压力势下，气泡可能压缩和溶解，使孔隙水饱和度进一步提高。一般可按饱和土计算渗透与固结问题。图图416土的渗透性最新当土中含水量很小时，孔隙水主要以水蒸汽和结合水状态存在，或者吸附在土颗粒局部和表面，被气体所隔离封闭，可不考虑水的流动。称为水封闭水封闭状态。图图416土的渗透性最新当气和水都连通，均可能发生流动，称为双双开开敞敞体体系系。相应饱和度对于粘土约为5090；对于砂土3080，这种情况是研究非饱和土渗透性的主要课题。一般分别
4、考虑空气的流动和水的流动。图图416土的渗透性最新对于气封闭情况Sr0: 初始饱和度Ch: 亨利系数：0.02pa: 大气压力：100kPa例如：Sr0=80% ua=1.25pa Sr=0.91 90% 0.55pa, 0.94三轴试验中施加反压，使其达到饱和反压，使其达到饱和。土的渗透性最新c空气浓度 通过单位面积土的空气质量流量:气体的流动土的渗透性最新土的渗透性最新 非饱和土的渗透系数不是常数，受饱和度或基质势的影响。随着饱和度减小渗透系数减小，ks: 饱和土中水的渗透系数脱水吸水非饱和土中水的渗透系数图图417 脱水与吸水时的土水特征曲线土的渗透性最新非饱和土中水的渗透系数砂（0.5
5、-0.25mm)体积含水率kw 10-3cm/s0.51.0砂（1.0-0.5mm)图图4 非饱和砂土中水的渗透系数s：饱和时体积含水率土的渗透性最新4.3.4 影响土渗透系数的因素： 土颗粒骨架性质 ：土的组成、状态、结构流体性质：粘滞系数和液体（水）的容重土的渗透性最新1.土颗粒骨架性质 :1）组成：粘土矿物：高岺石伊里石蒙脱石 砂土：颗粒大小、形状和级配。有效粒径2）状态：密度或者孔隙比e：k随e减小而减小3）土的结构 ：土的渗透性最新粘性土的触变性使其强度随时间而提高，渗透系数降低。下图为压实土在不同含水量下渗透系数的变化。其中k0为压实后立即测的值，k21为21天后实测的值。图图418 压实含水量与渗透系数土的渗透性最新流体性质：粘滞系数和液体（水）的容重1.渗透流体受到的压力；2.温度；3.流体内电解质的浓度等因素影响；4.水中含有封闭小气泡时，会对其渗透性产生很大影响；5.在粘土中由于双电层的影响，电解质溶质的成分对其渗透性起主要作用；6.溶液中盐含量提高（或价位提高），渗透系数加大，这与粘土中结合水膜的厚度有关。土的渗透性最新4.3.5 达西定律的适用范围粗粒土：层流与紊流图图420 层流与紊流土的渗透性最新 粘性土：起始水力坡降：由于结合水的粘滞性，需要一定的水力坡降克服其抗剪强度屈服剪应力图图421土的渗透性最新
